tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCN TP.HCM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
& CN SINH HỌC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên : Trần Thò Lanh MSSV : 08B1080037
Ngành : Kỹ thuật Môi Trường Lớp : 08HMT1
1. Đầu đề đồ án tốt nghiệp: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi
heo – Công ty cổ phần chăn nuôi Phú Sơn, xã Bắc Sơn, huyện Trảng Bom, Tỉnh
Đồng Nai – Công suất 340 m
3
/ngàêm
2. Nhiệm vụ ( yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):
 Tổng quan.
 Xác đònh đặc tính nước thải, lựa chọn công nghệ xử lý nước thải.
 Tính toán thiết kế và dự toán kinh phí đầu tư.
 Thể hiện các công trình đơn vò trên bản vẽ A3.
3. Ngày giao đồ án tốt nghiệp: 19/04/2010
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 12/07/2010
5. Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn:
TS. Nguyễn Xuân Trường …………………………………
Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bộ môn.
Ngày tháng năm 2010
CHỦ NGHIỆM BỘ MÔN. NGƯỜI HƯỚNG DẪN
CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)
PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN
Người duyệt (chấm sơ bộ):……………………………………………………
Đơn vò:…………………………………………………………………………
Ngày bảo vệ:…………………………………………………………………
Điểm tổng kết:………………………………………………………………

Nơi lưu trữ đồ án tốt nghiệp:……………………………………………………
LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý Thầy Cô trường Đại Học Kỹ
Thuật Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh, những người đã dìu dắt em tận tình, đã
truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian
em học tập tại trường.
Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến tất cả các Thầy, Cô Khoa Môi Trường
và Công Nghệ Sinh Học đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể
hoàn thành tốt đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Xuân Trường đã hướng dẫn và chỉ
bảo tận tình trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Tôi xin cảm ơn gia đình, những người thân đã cho tôi những điều kiện tốt
nhất để học tập trong suốt thời gian qua.
Ngoài ra tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả những người bạn của tôi, những
người đã gắn bó, cùng học tập và giúp đỡ tôi trong những năm qua cũng như trong
quá trình thực hiện đồ án này.
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2010
Sinh viên
Trần Thò Lanh

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
MỤC LỤC
Tổng cộng 78
Tổng cộng 82
DANH MỤC CÁC BẢNG
Tổng cộng 78
Tổng cộng 82
DANH MỤC CÁC HÌNH
Tổng cộng 78
Tổng cộng 82

GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
PHẦN MỞ ĐẦU
1. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỒ ÁN
Là một trong nhiều xí nghiệp, công ty hoạt động trong lónh vực chăn nuôi,
công ty cổ phần chăn nuôi Phú Sơn đóng góp một sản lượng lớn heo thòt trên thò
trường trong và ngoài tỉnh.
Công ty chăn nuôi Phú Sơn được thành lập vào tháng 3/1976 theo Quyết
đònh số 41/UBT của UBND Tỉnh Đồng Nai trên cơ sở trại heo tư nhân có tên
KYCANOCO. Khi mới thành lập, Công ty có tên là Quốc doanh chăn nuôi heo
Phú Sơn - đơn vò hạch toán độc lập thuộc Ty nông nghiệp Đồng Nai.
Trại heo Phú Sơn đóng trên đòa bàn ấp Phú Sơn, xã Bắc Sơn, huyện Trảng
Bom, tỉnh Đồng Nai. Với tổng diện tích công ty 363000 m
2
, trong đó diện tích
chuồng trại là34000m
2
.
Với quy mô hoạt động tương đối lớn: Tổng lao động hiện có 150 người (80
nư), tổng đàn heo 25000 con trong đó có 3000 heo nái, 22000 heo nái sinh sản, số
lượng thức ăn hỗn hợp chăn nuôi heo 7000 – 7500 tấn/năm. Hằng năm cung cấp
một sản lượng thòt lớn và chất lượng cho thò trường, tuy nhiên trong quá trình hoạt
động của công ty đã phát sinh một lượng lớn các chất ô nhiễm, ảnh hưởng đến
môi trường (nước, không khí, đất…), đồng thời gây ảnh hưởng đến sức khỏe của
công nhân và người dân xung quanh .
Trước vấn đề trên, cần thiết phải có các biện pháp tối ưu để giảm thiểu
nguồn ô nhiễm phát sinh như: mùi, nước thải, chất thải rắn…, nhằm cải thiện môi
trường, đảm bảo sức khỏe cho công nhân và người dân sống gần đó.
Vì giới hạn về thời gian nên đồ án chỉ tập trung chủ yếu vào vấn đề xử lý

nước thải tại công ty.
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 1
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
2. TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN
2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Nước thải chăn nuôi heo – Công ty cổ phần chăn nuôi Phú Sơn.
2.2. Mục đích, ý nghóa của việc nghiên cứu
- Đưa ra công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo hợp lý, áp dụng kết hợp
các phương pháp xử lý theo nguyên tắc cơ học – hóa lý – sinh học.
- Đảm bảo đạt tiêu chuẩn thải ra sông (QCVN 24 – 2009/BTNMT).
- Nhằm giảm thiểu các nguồn ô nhiễm do các nghành chăn nuôi gây ra đối
với môi trường (đất, nước, không khí…) và các hệ sinh thái trong vùng ảnh
hưởng.
2.3. Nội dung nghiên cứu
- Điều tra thực đòa, thu thập số liệu về các hoạt động của công ty, lấy mẫu
nước thải tại nguồn xa thải.
- Phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm, đánh giá mức độ ô nhiễm tại các nguồn
thải.
- Đề xuất và lựa chọn công nghệ xử ly phù hợp.
- Tính toán và thiết kế công nghệ đã lựa chọn.
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 2
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY
CHĂN NUÔI PHÚ SƠN
1.1.1. Thông tin chung về công ty
Đến nay Công ty chăn nuôi heo Phú Sơn có 04 cơ sở:
- Trại heo Phú Sơn đóng trên đòa bàn ấp Phú Sơn, xã Bắc Sơn, huyện Trảng

Bom, tỉnh Đồng Nai.
- Trại heo Đông Phương đóng trên đòa bàn phường Hố Nai, thành phố Biên
Hòa, tỉnh Đồng Nai.
- Trại heo Long Thành đóng trên đòa bàn xã Long An, huyện Long Thành,
tỉnh Đồng Nai.
- Trại gà Phú Sơn đóng trên đòa bàn xã hố nai 3, huyện Trảng Bom, Tỉnh
Đồng Nai
Quy mô sản xuất công ty
Sản xuất, kinh doanh heo giống chất lượng cao và heo thòt.
Sản xuất thức ăn gia súc, kinh doanh nguyên liệu làm thức ăn gia súc.
Kinh doanh dòch vụ chăn nuôi thú y, phục vụ nhu cầu chăn nuôi tại đòa
phương gồm: cố vấn kỹ thuật, chuyển giao công nghệ chăn nuôi, thụ tinh nhân
tạo cho heo. Thiết kế chuồng trại và bán sản phẩm chuồng cá thể.
Quy trình sản xuất
Công ty tập trung 2 hướng chính:
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 3
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
Cung cấp heo thòt và heo giống.
Cung cấp thức ăn gia súc.
1.1.2. Quy trình công nghệ và nhu cầu sử dụng nước của công ty
Quy trình chăn nuôi heo của công ty
Công ty cung cấp 2 loại heo thòt và heo giống. Quy trình chăn nuôi được thể
hiện ở sơ đồ sau:
Hình 1.1. Sơ đồ sản xuất chăn nuôi heo tại công ty chăn nuôi Phú Sơn
Với hình thức và quy mô như trên, lượng nước cần thiết cho quá trình xả rửa
chuồng trại rất nhiều, cộng với lượng nước tiểu của gia súc dẫn đến lượng nước
thải đầu ra tương đối lớn (312,5 m
3
/ngày).

Qui trình sản xuất thức ăn gia súc, nguyên liệu làm thức ăn gia súc
Ngoài việc cung cấp các loại heo thòt và heo giống, công ty còn sản xuất
thức ăn gia súc. Sơ đồ sản xuất được tóm tắt như sau:
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 4
Heo đựïc
các giống
heo cái các
giống
X
Heo con
giống
thuần và
giống lai
Heo cái
các giống
Nuôi heo thòt
Heo thòt
Heo giống
các loại
Nước thải, chất thải rắn
Nước thải, chất thải rắn
Nước thải, chất thải rắn
Nước thải, chất thải rắn
Nước thải, chất thải rắn
Nước thải, chất thải rắn
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
Hình 1.2. Quy trình sản xuất thức ăn cho heo
Trong quy trình sản xuất trên, chủ yếu là phát sinh bụi, nhiệt… ảnh hưởng chủ
yếu đến môi trường không khí, lượng nước thải phát sinh trong giai đoạn này là

không đáng kể.
1.1.3. Nguồn gốc phát sinh nước thải
Có 2 nguồn chủ yếu:
Nước thải sinh hoạt của công ty: bao gồm nước thải tắm rửa, giặt giũ… của
khoảng 180 công nhân và quản lý công ty (27,5m
3
/ngày).
Nước thải vệ sinh chuồng trại: nước thải tắm rữa, nước tiểu và phân gia súc…
(312 m
3
/ngày).
1.2. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY
Nước thải chăn nuôi là một trong những loại nước thải rất đặc trưng, có khả
năng gây ô nhiễm môi trường cao bằng hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 5
Nguyên liệu
Nguyên liệu Sấy
Phối trộn
Nghiền
Sản phẩm
Sơ chế
Đóng gói
Trộn
Phụ gia
t
0
, bụi
Bụi
Bụi

Bụi
t
0
, bụi
Bụi
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
và sinh vật gây bệnh. Nó nhất thiết phải được xử lý trước khi thải ra ngoài môi
trường.
Thành phần nước thải tại 2 nguồn thải chủ yếu của công ty:
- Nước thải chăn nuôi heo bao gồm: Chất hữu cơ (tương đối cao), NH
3
, P, SS,
VSV…
- Nước thải sinh hoạt bao gồm: BOD, COD, P, SS, ….
Việc xả thải chung nước thải chăn nuôi và nước thải sinh hoạt vào cùng một
hệ thống hố thu gom làm cho thành phần và tính chất của nước thải tại công ty
khá phức tạp.
Kết quả thu được sau khi khảo sát và lấy mẫu phân tích tại nguồn xả (hố thu
gom) (bảng 1.1):
Bảng 1.1. Bảng phân tích nồng độ ô nhiễm nước thải tại công ty
Đặc tính Nồng độ Đơn vò
QCVN 24 – 2009/
BTNMT (cột B)
pH 7.2 5.5-9
BOD
5
1894 mg/L 50
COD 3081.5 mg/L 100
SS 2267 mg/L 100
N

tổng
206 mg/L 30
P
tổng
37 mg/L 6
Coliform 5.8.10
9
MPN/100mL
5,000 MPN/l.
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 6
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ
LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO
2.1. NHỮNG ĐẶT TRƯNG CƠ BẢN CỦA NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI
Các chất hữu cơ và vô cơ
Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70–80% gồm cellulose,
protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân,
thức ăn thừa. Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy. Các chất vô cơ chiếm 20–
30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO
4
2-
,…
N và P
Khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém, nên khi ăn
thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu.
Trong nước thải chăn nuôi heo thường chứa hàm lượng N và P rất cao. Hàm lượng
N-tổng trong nước thải chăn nuôi 571 – 1026 mg/L, Photpho từ 39 – 94 mg/L.
Vi sinh vật gây bệnh
Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus và trứng ấu trùng giun

sán gây bệnh.
Phân và nước tiểu gia súc
Lượng phân và nước tiểu gia súc thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào
giống, loài, tuổi, khẩu phần thức ăn, trọng lượng gia súc. Lượng phân và nước
tiểu các loài gia súc thải ra trong ngày đêm được trình bày ở bảng 2.1.
Số lượng chất thải của một số loài gia súc gia cầm
Bảng 2.1. Lượng phân và nước tiểu thải ra hàng ngày
Loài gia súc, gia cầm Lượng phân (kg/ngày) Lượng nước tiểu (kg/ngày)
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 7
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
Trâu bò lớn 20 – 25 10 – 15
Heo dưới 10 kg 0,5 – 1 0,3 - 0,7
Heo 15 – 45 kg 1 – 3 0,7 – 2
Heo 45 – 100 kg 3 – 5 2 – 4
Gia cầm 0,08 -
Nguồn: Nguyễn Thò Hoa Lý, 1994, (trích dẫn bởi Nguyễn Chí Minh, 2002)
Phân heo được xếp vào loại phân lỏng, hàm lượng nước chiếm 56 - 83%,
phần còn lại là chất khô gồm các chất hữu cơ, hợp chất NPK dưới dạng chất vô
cơ. Thành phần của phân heo từ 70 – 100 kg được trình bày ở bảng 2.2.
Bảng 2.2. Thành phần hóa học của phân heo từ 70 – 100 kg
Đặc tính Đơn vò tính Giá trò
Vật chất khô gram/kg 213 - 342
NH
3
- N (Amoniac) gram/kg 0,66 - 0,76
N
t
(Nitơ tổng số) gram/kg 7,99 - 9,32
Tro gram/kg 32,5 - 93,3

Chất xơ gram/kg 151 - 261
Carbonates gram/kg 0,23 - 2,11
Các acid béo mạch ngắn gram/kg 3,83 - 4,47
pH 6,47 - 6,95
Nguồn: Trương Thanh Cảnh và ctv, 1998, (trích dẫn bởi Nguyễn Chí Minh,
2002)
Thành phần hóa học của phân phụ thuộc vào khẩu phần ăn và thành phần
dưỡng chất, tình trạng sức khỏe, cách nuôi dưỡng, chuồng trại, loại gia súc-gia
cầm, kỹ thuật chế biến thức ăn.
Thành phần hoá học, khoáng đa lượng của phân gia súc gia cầm được trình bày
ở bảng 2.3.
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 8
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
Bảng 2.3. Thành phần hoá học và nguyên tố đa lượng của gia súc và gia
cầm (%)
Loại phân Nước Nitơ P
2
O
5
K
2
O CaO MgO
Heo 82,0 0,60 0,41 0,26 0,09 0,10
Trâu bò 83,1 0,29 0,17 1,00 0,35 0,13
Ngựa 75,7 0,44 0,35 0,35 0,15 0,12
Gà 56,0 1,63 0,54 0,85 2,40 0,74
Vòt 56,0 1,00 1,40 0,62 1,70 0,35
Nguồn: Nguyễn Chí Minh (2002).
Thành phần nguyên tố vi lượng trong phân thay đổi phụ thuộc lượng và loại

thức ăn. Ví dụ: Bo = 5 – 7 ppm, Mn = 30 – 75 ppm, Co = 0,2 - 0,5 ppm, Cu = 4 – 8
ppm, Zn = 20 – 45 ppm, Mo = 0,8 - 1,0 ppm. Trong quá trình ủ phân, các vi sinh
vật phân giải những nguyên liệu này, giải phóng chất khoáng hòa tan cho cây
trồng hấp thu.
Thành phần dinh dưỡng của phân heo được trình bày trong bảng 2.4.
Bảng 2.4. Thành phần hóa học của phân heo
Chỉ số Hàm lượng
N tổng số (%) 4
P
2
O
5
1,76
K
2
O 1,37
Ca
2+
(meq/100g) 38,47
Mg
2+
(meq/100g) 5,49
Mùn (%) 62,26
Tỉ lệ C/N 15,57
Cu tổng số 81,61
Zn tổng số 56,363
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 9
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
Nguồn: Trần Tấn Việt và ctv, 2001, (trích dẫn bởi Nguyễn Chí Minh, 2002)

Về mặt hóa học, các chất trong phân chuồng có thể chia làm hai nhóm:
– Hợp chất chứa nitơ ở dạng hòa tan và không hòa tan.
– Hợp chất không chứa nitơ bao gồm hydratcarbon, lignin, lipid…
Tỷ lệ C/N có vai trò quyết đònh đối với quá trình phân giải và tốc độ phân
giải các hợp chất hữu cơ trong phân chuồng.
Nước tiểu của heo có thành phần chủ yếu là nước, ngoài ra còn có hàm
lượng nitơ và urê khá cao dùng để bổ sung đạm cho đất và cây trồng (bảng 2.5).
Bảng 2.5. Thành phần hóa học của nước tiểu heo (70 – 100 kg)
Đặc tính Đơn vò tính Giá trò
Vật chất khô gram/kg 30,9 - 35,9
NH
4
- N gram/kg 0,13 – 0,40
N
t
gram/kg 4,90 – 6,63
Tro gram/kg 8,5 - 16,3
Urea M mol/l 123 – 196
Carbonate gram/kg 0,11 – 0,19
pH 6,77 – 8,19
Nguồn: Trương Thanh Cảnh và ctv, 1998, (trích dẫn bởi Nguyễn Chí Minh,
2002)
Nước thải với thành phần khác phức tạp như trên, đòi hỏi phải áp dụng nhiều
phương pháp để loại bỏ hết các chất ô nhiễm. Đặt tính chung của nước thải chăn
nuôi là thành phần chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học rất cao, do đó trong phương
án xử lý cần thiết phải có công trình xử lý sinh học.
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 10
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO

Với thành phần và tính chất nước thải chăn nuôi như trên, có thể áp dụng các
phương pháp xử lý sau:
- Phương pháp cơ học.
- Phương pháp hóa lý.
- Phương pháp sinh học.
Trong các phương pháp trên ta chọn xử lý sinh học là phương pháp chính, vì
trong nước thải chăn nuôi heo thành phần hữu cơ là chủ yếu. Công trình xử lý
sinh học thường được đặt sau các công trình xử lý cơ học, hóa lý.
2.2.1. Phương pháp xử lý cơ học
Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu
gom, phân riêng. Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễ
lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo.
Ngoài ra có thể dùng phương pháp ly tâm hoặc lọc. Hàm lượng cặn lơ lửng trong
nước thải chăn nuôi khá lớn (khoảng vài ngàn mg/L) và dễ lắng nên có thể lắng
sơ bộ trước rồi đưa sang các công trình xử lý phía sau.
Sau khi tách, nước thải được đưa sang các công trình phía sau, còn phần chất
rắn được đem đi ủ để làm phân bón.
2.2.2. Phương pháp xử lý hóa lý
2.2.2.1. Keo tụ – tạo bộng
Mục đích nhằm loại bỏ các chất hữu cơ, chất vô cơ dạng hạt có kích thước
nhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra bằng các phương pháp cơ học thông thường vì
tốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao. Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 11
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
để loại bỏ chúng. Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn
bùn,… kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ.
Nguyên tắc của phương pháp này là: cho vào trong nước thải các hạt keo
mang điện tích trái dấu với các hạt lơ lửng có trong nước thải (các hạt có nguồn
gốc silic và chất hữu cơ có trong nước thải mang điện tích âm, còn các hạt nhôm

hidroxid và sắt hidroxi được đưa vào mang điện tích dương). Khi thế điện động
của nước bò phá vỡ, các hạt mang điện trái dấu này sẽ liên kết lại thành các bông
cặn có kích thước lớn hơn và dễ lắng hơn.
Theo nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh (2001) tại trại chăn nuôi heo 2/9:
phương pháp keo tụ có thể tách được 80-90% hàm lượng chất lơ lửng có trong
nước thải chăn nuôi heo.
Ngoài keo tụ còn loại bỏ được P tồn tại ở dạng PO
4
3-
do tạo thành kết tủa
AlPO
4
và FePO
4
.
2.2.2.2. Tuyển nổi
Mục đích của việc tuyển nổi là để tách các tạp chất rắn không tan, hoặc tan
có khả năng lắng kém nhưng có thể kết dính vào các bọt khí nổi lên, hoặc các
chất lỏng có tỷ trọng nhỏ hơn tỷ trọng của chất lỏng làm nền, trong nước thải
chăn nuôi, tuyển nổi được áp dụng nhằm tách các chất rắn có kích thước nhỏ,
lắng kém.
Các loại bể tuyển nổi thường gặp:
- Tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bò cơ hoc (tuabin hướng trục)
được sử dụng rộng rãi trong lónh vực khai khoáng cũng như trong lónh vực
xử lý nước thải, các thiết bò kiểu này cho phép tao bọt khí khá nhỏ.
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 12
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
- Tuyển nổi phân tán không khí bằng máy bơm khí nén: qua các vòi phun
(xử lý nước thải chưa các tạp chất dễ ăn mòn vật liệu chế tạocác thiết bò cơ

giới với các chi tiết chuyển động), qua các tấm xốp…
- Tuyển nổi với tách không khí từ nước (tuyển nổi chân không, tuyển nổi
không áp, tuyển nổi có áp hoặc bơm hỗn hợp khí nước): được xử dụng rộng
rãi với nước thải chứa chất bẩn kích thước nhỏ vì nó cho phép tạo bọt khí
rất nhỏ.
- Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học, tuyển nổi hóa học
2.2.2.3. Khử trùng
Mục đích của việc khử trùng là nhằm loại bỏ các vi sinh vật (có nhiều trong
nước thải chăn nuôi) có khả năng gây ảnh hưởng đến môi trường tiếp nhận và sức
khỏe con người.
Một số phương pháp và hóa chất khử trùng thường gặp:
Phương pháp Chlor hoá
Là phương pháp được áp dụng phổ biến hiện nay. Chlor cho vào nước thải
dưới dạng hơi hoặc Clorua vôi. Lượng Clor hoạt tính cần thiết cho một đơn vò thể
tích nước thải là: 10 g/m3 đối với nước thải sau xử lý cơ học, 5 g/m3 sau xử lý
sinh học hoàn toàn. Clor phải được trộn đều với nước và để đảm bảo hiệu quả
khử trùng, thời gian tiếp xúc giữa nước và hoá chất là 30 phút trước khi nước thải
ra nguồn. Hệ thống Clor hoá nước thải Clor hơi bao gồm thiết bò Clorato, máng
trộn và bể tiếp xúc. Clorato phục vụ cho mục đích chuyển Clor hơi thành dung
dòch Clor trước khi hoà trộn với nước thải và được chia thành 2 nhóm: nhóm chân
không và nhóm áp lực. Clor hơi được vận chuyển về trạm xử lý nước thải dưới
dạng hơi nén trong banlon chòu áp. Trong trạm xử lý cần phải có kho cất giữ các
banlon này. Phương pháp dùng Clor hơi ít được dùng phổ biến.
Phương pháp Ozon hoá
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 13
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
Ozon hoá tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hoá
bằng Ozon cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng của nước. Bằng Ozon
hoá có thể xử lý phenol, sản phẩm dầu mỏ, H

2
S, các hợp chất Asen, thuốc nhuộm
… Sau quá trình Ozon hoá số lượng vi khuẩn bò tiêu diệt đến hơn 99%. Ngoài ra,
Ozon còn oxy hoá các hợp chất Nitơ, Photpho … Nhược điểm chính của phương
pháp này là giá thành cao và thường được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước cấp.
2.2.3. Phương pháp xử lý sinh học
Mục đích của việc xử ký sinh học là nhằm loại bỏ các chất hữu cơ có khả
năng phân hủy sinh hoc (đặc trưng của nước thải chăn nuôi).
Phương pháp này dựa trên sự hoạt động của các vi sinh vật có khả năng phân
hủy các chất hữu cơ. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất
khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Tùy theo nhóm vi khuẩn sử
dụng là hiếu khí hay kỵ khí mà người ta thiết kế các công trình khác nhau. Và tùy
theo khả năng về tài chính, diện tích đất mà người ta có thể dùng hồ sinh học
hoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử lý.
2.2.3.1. Các hệ thống xử lý nhân tạo bằng phương pháp sinh học
a. Xử lý theo phương pháp hiếu khí
Xử lý nước thải theo phương pháp hiếu khí nhân tạo dựa trên nhu cầu oxy
cần cung cấp cho vi sinh vật hiếu khí có trong nước thải hoạt động và phát triển.
Các vi sinh vật hiếu khí sử dụng các chất hữu cơ, các nguồn N và P cùng với một
số nguyên tố vi lượng khác làm nguồn dinh dưỡng để xây dựng tế bào mới, phát
triển tăng sinh khối. Bên cạnh đó quá trình hô hấp nội bào cũng diễn ra song
song, giải phóng CO
2
và nước. Cả hai quá trình dinh dưỡng và hô hấp của vi sinh
vật đều cần oxy. Để đáp ứng nhu cầu oxy hòa tan trong nước, người ta thường sử
dụng hệ thống sục khí bề mặt bằng cách khuấy đảo hoặc bằng hệ thống khí nén.
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 14
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng (bùn hoạt

tính)
Quá trình này sử dụng bùn hoạt tính dạng lơ lửng để xử lý các chất hữu cơ
hòa tan hoặc các chất hữu cơ dạng lơ lửng. Sau một thời gian thích nghi, các tế
bào vi khuẩn bắt đầu tăng trưởng và phát triển. Các hạt lơ lửng trong nước thải
được các tế bào vi sinh vật bám lên và phát triển thành các bông cặn có hoạt tính
phân hủy các chất hữu cơ. Các hạt bông cặn dần dần lớn lên do được cung cấp
oxy và hấp thụ các chất hữu cơ làm chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển.
Bùn hoạt tính là tập hợp các vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn, bên
cạnh đó còn có nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, nguyên sinh động vật, giun, sán,…
kết thành dạng bông với trung tâm là các hạt lơ lửng trong nước. Trong bùn hoạt
tính ta thấy có loài Zoogelea trong khối nhầy. Chúng có khả năng sinh ra một bao
nhầy xung quanh tế bào, bao nhầy này là một polymer sinh học với thành phần là
polysaccharide có tác dụng kết các tế bào vi khuẩn lại tạo thành bông.
Một số công trình hiếu khí phổ biến xây dựng trên cơ sở xử lý sinh học bằng
bùn hoạt tính :
Bể aerotank thông thường:
Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút (plug-flow), khi đó chiều dài bể rất lớn so với
chiều rộng. Trong bể, nước thải vào có thể phân bố ở nhiều điểm theo chiều dài,
bùn hoạt tính tuần hoàn đưa vào đầu bể. Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài
bể. Quá trình phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể.
Bể aerotank xáo trộn hoàn toàn:
Đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bò sục khí thích hợp. Thiết bò sục khí
cơ khí (motour và cánh khuấy) hoặc thiết bò khuếch tán khí thường được sử dụng.
Bể này thường có dạng tròn hoặc vuông, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu oxy
đồng nhất trong toàn bộ thể tích bể.
Bể aerotank mở rộng:
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 15
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, khi đó tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùn

thấp và chất lượng nước ra cao hơn. Thời gian lưu bùn cao hơn so với các bể khác
(20 -30 ngày).
Mương oxy hóa:
Là mương dẫn dạng vòng có sục khí để tạo dòng chảy trong mương có vận
tốc đủ xáo trộn bùn hoạt tính. Vận tốc trong mương thường được thiết kế lớn hơn
3m/s để tránh lắng cặn. Mương oxy hóa có thể kết hợp quá trình xử lý N.
Bể hoạt động gián đoạn (SBR):
Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo
kiểu làm đầy và xả cặn. Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn
hoạt tính hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cả quá trình xảy ra trong cùng một bể
và được thực hiện lần lượt theo các bước: (1) làm đầy, (2) phản ứng, (3) lắng, (4)
xả cặn, (5) ngưng.
Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám
Khi dòng nước thải đi qua những lớp vật liệu rắn làm giá đỡ, các vi sinh vật
sẽ bám dính lên bề mặt. Trong số các vi sinh vật này có loài sinh ra các
polysaccaride có tính chất như là một polymer sinh học có khả năng kết dính tạo
thành màng. Màng này cứ dày thêm với sinh khối của vi sinh vật dính bám hay cố
đònh trên màng. Màng được tạo thành từ hàng triệu đến hàng tỉ tế bào vi khuẩn,
với mật độ vi sinh vật rất cao. Màng có khả năng oxy hóa các hợp chất hữu cơ,
trong do ít tiếp xúc với cơ chất và ít nhận được O
2
sẽ chuyển sang phân hủy kỵ
khí, sản phẩm của biến đổi kỵ khí là các acid hữu cơ, các alcol,…Các chất này
chưa kòp khuếch tán ra ngoài đã bò các vi sinh vật khác sử dụng. Kết quả là lớp
sinh khối ngoài phát triển liên tục nhưng lớp bên trong lại bò phân hủy hấp thụ
các chất bẩn lơ lửng có trong nước khi chảy qua hoặc tiếp xúc với màng.
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 16
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
b. Xử lý theo phương pháp kỵ khí

Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng
Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB)
- Về cấu trúc: Bể UASB là một bể xử lý với lớp bùn dưới đáy, có hệ thống
tách và thu khí, nước ra ở phía trên. Khi nước thải được phân phối từ phía dưới lên
sẽ đi qua lớp bùn, các vi sinh vật kỵ khí có mật độ cao trong bùn sẽ phân hủy các
chất hữu cơ có trong nước thải. Bên trong bể UASB có các tấm chắn có khả năng
tách bùn bò lôi kéo theo nước đầu ra.
- Về đặc điểm: Cả ba quá trình phân hủy - lắng bùn - tách khí được lắp đặt
trong cùng một công trình. Sau khi hoạt động ổn đònh trong bể UASB hình thành
loại bùn hạt có mật độ vi sinh rất cao, hoạt tính mạnh và tốc độ lắng vượt xa so
với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng.
Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc
Hỗn hợp bùn và nước thải được khuấy trộn hoàn toàn trong bể kín, sau đó
được đưa sang bể lắng để tách riêng bùn và nước. Bùn tuần hoàn trở lại bể kỵ
khí, lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật khá
chậm. Bể phản ứng tiếp xúc thực sự là một bể biogas cải tiến với cánh khuấy tạo
điều kiện cho vi sinh vật tiếp xúc với các chất ô nhiễm trong nước thải.
Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám
Bể lọc kỵ khí
Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa
nhiều cacbon trong nước thải. Nước thải được dẫn vào bể từ dưới lên hoặc từ trên
xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu có các vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển.
Bể phản ứng có dòng nước đi qua lớp cặn lơ lửng và lọc tiếp qua lớp vật liệu
lọc cố đònh
Là dạng kết hợp giữa quá trình xử lý kỵ khí lơ lửng và dính bám.
2.2.3.2. Các hệ thống xử lý tự nhiên bằng phương pháp sinh học
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 17
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
a. Hồ sinh học

Người ta có thể ứng dụng các quy trình tự nhiên trong các ao, hồ để xử lý
nước thải. Trong các hồ, hoạt động của vi sinh vật hiếu khí, kỵ khí, quá trình cộng
sinh của vi khuẩn và tảo là các quá trình sinh học chủ đạo. Các quá trình lý học,
hóa học bao gồm các hiện tượng pha loãng, lắng, hấp phụ, kết tủa, các phản ứng
hóa học … cũng diễn ra tại đây. Việc sử dụng ao hồ để xử lý nước thải có ưu điểm
là ít tốn vốn đầu tư cho quá trình xây dựng, đơn giản trong vận hành và bảo trì.
Tuy nhiên, do các cơ chế xử lý diễn ra với tốc độ tự nhiên (chậm) do đó đòi hỏi
diện tích đất rất lớn. Hồ sinh học chỉ thích hợp với nước thải có mức độ ô nhiễm
thấp. Hiệu quả xử lý phụ thuộc sự phát triển của vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí, tùy
nghi, cộng với sự phát triển của các loại vi nấm, rêu, tảo và một số loài động vật
khác nhau.
Hệ hồ sinh học có thể phân loại như sau:
(1) Hồ hiếu khí (Aerobic Pond); (2)Hồ tùy nghi (Facultative Pond); (3) Hồ
kỵ khí (Anaerobic Pond); (4) Hồ xử lý bổ sung.
Hồ hiếu khí (Aerobic Pond):
Hồ làm thoáng tự nhiên:
Oxy được cung cấp cho quá trình oxy hóa chất hữu cơ chủ yếu do sự khuếch
tán không khí qua mặt nước và quá trình quang hợp của các thực vật nước (rong,
tảo,…). Chiều sâu của hồ phải bé (thường lấy khoảng 30-40 cm) để đảm bảo cho
điều kiện hiếu khí có thể duy trì tới đáy hồ. Trong hồ, nước thải được xử lý bởi
quá trình cộng sinh giữa tảo và vi khuẩn, các động vật bậc cao hơn như nguyên
sinh động vật cũng xuất hiện trong hồ và nhiệm vụ của chúng là làm sạch nước
thải (ăn các vi khuẩn). Các nhóm vi khuẩn, tảo hay nguyên sinh động vật hiện
diện trong hồ tùy thuộc vào các yếu tố như lưu lượng nạp chất hữu cơ, khuấy trộn,
pH, dưỡng chất, ánh sáng và nhiệt độ.
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 18
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
Hiệu suất chuyển hóa BOD5 của hồ rất cao, có thể lên đến 95%. Tuy nhiên,
chỉ có BOD5 dạng hòa tan mới bò loại khỏi nước thải đầu vào, và trong nước thải

đầu ra chứa nhiều tế bào tảo và vi khuẩn, do đó nếu phân tích tổng BOD5 có thể
sẽ lớn hơn cả tổng BOD5 của nước thải đầu vào. Nhiều thông số không thể khống
chế được nên hiện nay người ta thường thiết kế theo lưu lượng nạp đạt từ các mô
hình thử nghiệm. Việc điều chỉnh lưu lượng nạp phản ánh lượng oxy có thể đạt
được từ quang hợp và trao đổi khí qua bề mặt tiếp xúc nước, không khí.
Do độ sâu nhỏ, thời gian lưu nước dài nên diện tích của hồ lớn. Vì thế hồ chỉ
thích hợp khi kết hợp việc xử lý nước thải với nuôi trồng thủy sản cho mục đích
chăn nuôi và công nghiệp.
Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo:
Nguồn oxy cung cấp cho quá trình sinh học từ các thiết bò như bơm khí nén
hay máy khuấy cơ học. Vì được tiếp khí nhân tạo nên chiều sâu của hồ có thể từ
2 - 4,5 m. Sức chứa tiêu chuẩn khoảng 400 kg/(ha.ngày). Thời gian lưu nước trong
hồ 1-3 ngày.
Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo do có chiều sâu hồ lớn, mặt khác việc làm
thoáng cũng khó đảm bảo toàn phần vì thế một phần lớn của hồ làm việc như hồ
hiếu-kỵ khí, nghóa là phần trên hiếu khí, phần dưới kỵ khí.
Hồ tùy nghi ( Facultative Pond ):
Việc xử lý nước thải tốt là do hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí, kỵ khí
và tùy nghi. Từ trên xuống đáy hồ có 3 khu vực chính.
Khu vực thứ nhất (hay là khu vực hiếu khí) được đặc trưng bởi hệ cộng sinh
giữa vi khuẩn và tảo. Nguồn oxy được cung cấp bởi oxy khí trời thông qua quá
trình trao đổi tự nhiên qua bề mặt hồ, và oxy được tạo ra qua quá trình quang hợp
của tảo. Oxy được vi khuẩn sử dụng để phân hủy các chất hữu cơ tạo nên các
dưỡng chất và CO
2
, tảo sử dụng các sản phẩm này để quang hợp.
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 19
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
Khu vực trung gian (hay là khu vực kỵ khí không bắt buộc) đặc trưng bởi các

hoạt động của các vi khuẩn kỵ khí không bắt buộc.
Khu vực thứ ba (hay là khu vực kỵ khí) đặc trưng bởi các hoạt động của các
vi khuẩn kỵ khí phân hủy các chất hữu cơ lắng đọng dưới đáy bể.
Hồ kỵ khí ( Anaerobic Pond ) :
Hồ kỵ khí được sử dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất rắn cao. Thông
thường đây là một ao sâu (có thể đến 9,1 m) với các ống dẫn nước thải đầu vào
và đầu ra được bố trí một cách hợp lý. Điều kiện kỵ khí được duy trì suốt chiều
sâu của bể. Việc ổn đònh nước thải được tiến hành thông qua quá trình kết tủa,
phân hủy kỵ khí của vi sinh vật. Hiệu quả khử BOD
5
thường ở mức 70% và có thể
lên đến 85% khi các điều kiện môi trường đạt tối ưu.
Hồ xử lý bổ sung :
Có thể áp dụng sau quá trình xử lý sinh học (aerotank, bể lọc sinh học hoặc
sau hồ sinh học hiếu khí, tùy nghi,…) để đạt chất lượng nước ra cao hơn, đồng thời
thực hiện quá trình nitrat hóa. Do thiếu chất dinh dưỡng, vi sinh còn lại trong hồ
này sống ở giai đoạn hô hấp nội bào và amoniac chuyển hóa thành nitrat. Thời
gian lưu nước trong hồ này khoảng 18 - 20 ngày. Tải trọng thích hợp 67 - 200kg
BOD
5
/ha.ngày.
b. Cánh đồng tưới
Dẫn nước thải theo hệ thống mương đất trên cánh đồng tưới, dùng bơm và
ống phân phối phun nước thải lên mặt đất. Một phần nước bốc hơi, phần còn lại
thấm vào đất để tạo độ ẩm và cung cấp một phần chất dinh dưỡng cho cây cỏ
sinh trưởng. Phương pháp này chỉ được dùng hạn chế ở những nơi có khối lượng
nước thải nhỏ, vùng đất khô cằn xa khu dân cư, độ bốc hơi cao và đất luôn thiếu
độ ẩm.
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 20

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo
Ở cánh đồng tưới không được trồng rau xanh và cây thực phẩm vì vi khuẩn,
virus gây bệnh trong nước thải chưa được loại bỏ có thể gây tác hại cho sức khỏe
của con người sử dụng các loại rau và thực phẩm này.
c. Xả nước thải vào ao, hồ, sông suối
Nước thải được xả vào những nơi vận chuyển và chứa nước có sẵn trong tự
nhiên để pha loãng chúng và tận dụng khả năng tự làm sạch của các nguồn. Đối
với nước thải chăn nuôi heo, biện pháp này thường không được áp dụng vì nó gây
mùi hôi thối rất nghiêm trọng và giết chết các loài thủy sinh vật sống trong nước.
Mặc dù vậy ở nước ta, phần lớn nước thải chăn nuôi thường xả vào các hệ thống
sông, hồ gần khu vực chăn nuôi sau khi xử lý bằng những biện pháp thô sơ như
hầm biogas, hồ lắng,…
Ngoài các phương pháp sinh học tự nhiên trên, người ta còn sử dụng các
phương pháp vùng đất ngập nước (wetland), xử lý bằng đất (land treatment),…
Hiện nay người ta đã áp dụng việc sử dụng các loài thực vật nước để làm tăng
hiệu quả xử lý tự nhiên của các ao hồ, đặc biệt thích hợp với nước thải chăn nuôi.
2.3. MỘT SỐ HỆ THỐNG TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI
2.3.1. Trại chăn nuôi heo Bình Thắng
GVHD: TS. Nguyễn Xuân Trường
SVTH : Trần Thò Lanh Trang 21
Bể tiếp xúc Clorine Ra nguồn
Nước thải
Bể gạn và lắng cặn phân
Song chắn rác
Hồ thực vật hiếu khí
Bể UASB
Hồ tuỳ nghi
Bể Mêtan
Bãi rác Đốt
Thiết bò ép bùn

Phân bón
Cặn phân